工業(yè)汽輪機(jī)基本組成
汽輪機(jī)是以蒸汽為工質(zhì),將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械。
它與其他動(dòng)力機(jī)械相比具有單機(jī) 功率大,轉(zhuǎn)速高,轉(zhuǎn)速可變,效率較高,運(yùn)轉(zhuǎn)安全平穩(wěn),可利用煤、燃油和天然氣等多種燃料,燃料利用率高,使用壽命長,尺寸小,重量輕等一系列的優(yōu)點(diǎn),廣泛用于工業(yè)各部門。
可用于中心熱力發(fā)電廠”驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī),船舶運(yùn)輸驅(qū)動(dòng)螺旋槳,工礦企業(yè)驅(qū)動(dòng)泵、 風(fēng)機(jī)和空壓機(jī)和工廠的自備發(fā)電站。其中用于后兩者的汽輪機(jī)統(tǒng)稱為工業(yè)汽輪機(jī)。
鍋爐是產(chǎn)生高溫高壓蒸汽的設(shè)備,水在鍋爐內(nèi)吸收了燃料(煤、燃油或天然氣) 燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量后,變成高溫高壓蒸汽。
過熱器用來將鍋爐送出來的飽和蒸汽繼續(xù)加熱,在原有的壓力下提高蒸汽的溫度,變成“過熱蒸汽”。
汽輪機(jī)是利用蒸汽對(duì)外做功的設(shè)備,從過熱器出來的高溫高壓過熱蒸氣流經(jīng)汽輪機(jī)后,它的溫度和壓力都要降低,發(fā)生膨脹做功過程,蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī) 械功,由汽輪機(jī)軸端輸出,用來驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)和泵以及發(fā)電機(jī)等工作機(jī)械。
冷凝器(又稱凝汽器)是冷凝式汽輪機(jī)中工質(zhì)的低溫放熱源。
在汽輪機(jī)內(nèi)做完功的蒸汽排到冷卻器內(nèi),在一定壓力下將汽化潛熱釋放給冷卻水,蒸汽凝結(jié)成 水,并形成冷凝器中真空。凝結(jié)水由凝水泵抽出經(jīng)給水泵送回鍋爐,作為鍋爐給水。
冷凝器的作用有兩個(gè),一是將做完功的蒸汽回收,凝結(jié)成水后再供給鍋爐, 這樣可以降低運(yùn)行成本,提高經(jīng)濟(jì)性,保證蒸汽質(zhì)量,減少對(duì)設(shè)備的腐蝕。
二是建立并保持汽輪機(jī)排汽口的高度真空,這對(duì)汽輪機(jī)的功率和汽輪機(jī)裝置的經(jīng)濟(jì)性 具有重大的影響。
通常每臺(tái)冷凝式汽輪機(jī)配置一臺(tái)冷凝器,但也有幾臺(tái)汽輪機(jī)共用一臺(tái)冷凝器。背壓式汽輪機(jī)的排汽壓力高于大氣壓力,它的排汽可供其他用汽單位利用,所以不需要冷凝器。
給水泵的作用是消耗一部分功率用來完成熱力循環(huán)中的壓縮過程,將凝結(jié)水的壓力提高,送入鍋爐中。
給水泵的工作情況對(duì)裝置的經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性都有重大的影響。常用的鍋爐給水泵多為多級(jí)離心泵。
第一個(gè)是汽水回路,水在鍋爐內(nèi)吸收了燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量后,變?yōu)楦邷馗邏赫羝?/p>
汽輪機(jī)將高溫 高壓蒸汽中的一部分能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械功,向外界輸出,蒸汽的壓力和溫度降低后排入冷凝器中被冷卻水冷凝成水,再由鍋爐給水泵加壓送入鍋爐。
這樣就構(gòu)成了 個(gè)由鍋爐、汽輪機(jī)、冷凝器和給水泵組的封閉回路,工質(zhì)在這個(gè)回路里不斷地進(jìn)行著水變成汽,汽變?yōu)樗淖兓^程。
我們稱這個(gè)回路為汽水回路,這是汽輪機(jī)裝置中一個(gè)主要回路。
第二個(gè)回路是空氣煙氣回路,空氣進(jìn)入鍋爐后和燃料一起產(chǎn)生燃燒過程變成煙氣,高溫?zé)煔庠跔t內(nèi)將一部分熱量傳給水和水燕氣后溫度降低,再經(jīng)煙囪排入大氣。
同時(shí),新鮮空氣又不斷地進(jìn)入鍋爐參加燃燒。第三個(gè)回路是冷卻水回路,冷卻水由冷卻水池或冷卻塔經(jīng)冷卻水泵加壓進(jìn)入冷凝器,在 冷凝器中吸收了排汽的汽化潛熱后,冷卻水溫度升高,排入冷卻水池進(jìn)行冷卻,形成了封閉回路。
在一個(gè)動(dòng)力裝置中有上述三個(gè)不同工質(zhì)構(gòu)成的獨(dú)立的封閉回路,這是汽輪機(jī)裝置的一個(gè)特點(diǎn)。
回路多,使整個(gè)裝置變得復(fù)雜,但對(duì)裝置的運(yùn)行性能具有深刻 的影響,可以減少裝置中各主要設(shè)備彼此間的互相影響,有利于保持汽輪機(jī)裝置的主要工作特性的穩(wěn)定性,例如,當(dāng)外界負(fù)荷變化時(shí),可以調(diào)節(jié)空氣煙氣回路和 冷卻水回路使汽水回路中工質(zhì)的進(jìn)出口參數(shù)不變。